Genetika1_LT_prednaska_2_DNA.pdf
Genetika1_LT_prednaska_2_DNA.pdf
Genetika1_LT_prednaska_2_DNA.pdf
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>DNA</strong> a jej úloha v dedičnosti"
Program prednášky:"<br />
Aké sú dôkazy, že <strong>DNA</strong> je genetickým<br />
materiálom?"<br />
Aká je štruktúra <strong>DNA</strong>?"<br />
Ako je <strong>DNA</strong> replikovaná?"
1920: Chromozómy sú zložené z <strong>DNA</strong> a proteínov<br />
Fridrich Miescher !<br />
(1844-1885)!<br />
Izolácia nukleínu z leukocytov!
Aká je celková dĺžka <strong>DNA</strong> v aktuálne existujúcich<br />
organizmoch?"<br />
Vzdialenosť medzi 2 nukleotidmi: 0.3x10 -12 km"<br />
Počet vírusových častíc v oceánoch: 10 30 "<br />
Priemerná dĺžka vírusového genómu: 10 4 bp"<br />
Celková dĺžka vírusovej <strong>DNA</strong>: 10 22 km"<br />
Počet prokaryotických buniek: 10 30 "<br />
Priemerná dĺžka bakteriálneho genómu: 10 6 bp"<br />
Celková dĺžka bakteriálnej <strong>DNA</strong>: 10 24 km"<br />
Počet ľudí: 7x10 9 "<br />
Počet buniek / 1 človeka: 10 13 "<br />
Dĺžka ľudského genómu: 2x3x10 9 bp"<br />
Celková dĺžka ľudskej <strong>DNA</strong>: 10 20 km"<br />
Počet eukaryotických druhov: 107 "<br />
Celková dĺžka eukaryotickej <strong>DNA</strong>: 1025 Priemerná dĺžka eukaryotického genómu: 10<br />
km"<br />
7 bp"<br />
Počet buniek na jedinca: 1013 "
Aká je celková dĺžka <strong>DNA</strong> v aktuálne existujúcich<br />
organizmoch?"<br />
10 25 km = 10 12 svetelných rokov = "<br />
= 10-násobok priemeru vesmíru"
H.F.Judson: The Eigth Day of Creation Fascinujúci<br />
príbeh molekulárnej biológie !
Frederick Griffith experimentom z roku 1928 identifikoval<br />
“transformačný princíp” u Staphylococcus pneumoniae!<br />
(1879–1941)"
Dva kmene Staphylococcus pneumoniae: S (smooth) je<br />
virulentný, R (rough) je aviruletný "<br />
V tele pacientov sa často"<br />
vyskytujú oba kmene."<br />
znamená to, že jeden sa"<br />
môže meniť (transformovať)"<br />
na druhý?)"<br />
S (smooth)" R (rough)"
Frederick Griffith experimentom z roku 1928 identifikoval<br />
“transformačný princíp” u Staphylococcus pneumoniae!<br />
HYPOTÉZA: Materiál prítomný v mŕtvych baktériách je<br />
schopný transformovať živé bunky baktérií!<br />
METÓDA!<br />
Živý !<br />
S kmeň!<br />
Injekcia!<br />
Myš zomiera!<br />
Bunky S kmeňa "<br />
nájdené v srdci"<br />
"<br />
Živý !<br />
R kmeň!<br />
Myš zdravá!<br />
Srdce bez<br />
baktérií"<br />
"<br />
Usmrtenie S kmeňa!<br />
Myš zdravá!<br />
Srdce bez<br />
baktérií"<br />
"<br />
Myš zomiera!<br />
Bunky S kmeňa "<br />
nájdené v srdci"<br />
"<br />
ZÁVER: Chemická substancia prítomná v bunkách je schopná<br />
po prenose do iných buniek indukovať v nich dedičné zmeny!
Oswald Theodore Avery, Colin Munro MacLeod, Maclyn McCarty<br />
testujú chemickú povahu “transformačného princípu”"<br />
(1877-1955)"<br />
(1909-1972)" (1911-2005)"
1944: Avery, MacLeod a McCarthy dokazujú, "<br />
že “transformačný princíp je” <strong>DNA</strong>!<br />
HYPOTÉZA: Chemická substancia<br />
transformujúca baktérie je <strong>DNA</strong>!<br />
METÓDA!<br />
!<br />
S kmeň!<br />
R kmeň!<br />
!<br />
Extrakt z S<br />
kmeňa!<br />
RNáza! proteáza! DNáza!
1944: Avery, MacLeod a McCarthy dokazujú, "<br />
že “transformačný princíp je” <strong>DNA</strong>!<br />
R+S baktérie! iba R baktérie!<br />
ZÁVER: Pretože transformujúca substancia bola<br />
zničená iba DNázou, je to s najväčšou<br />
pravdepodobnosťou <strong>DNA</strong> !<br />
http://www.dnaftb.org/17/animation.html
1952: Alfred Hershey a Martha Chaseová uskutočňujú experiment s<br />
bakteriofágom T2, ktorý dokazuje, že <strong>DNA</strong> je genetickým materiálom!<br />
Proteínový obal"<br />
<strong>DNA</strong>"<br />
bakteriofág T2"<br />
1908-1997"<br />
1927-2003"
1952: Hershey a Chasesová uskutočňujú experiment s<br />
bakteriofágom T2, ktorý dokazuje, že <strong>DNA</strong> je genetickým materiálom!<br />
HYPOTÉZA: Dedičným materiálom, ktorý<br />
vstupuje do bakteriálnej bunky je <strong>DNA</strong>, alebo<br />
proteín!<br />
EXPERIMENT 1! EXPERIMENT 2!<br />
[ 32 P]<strong>DNA</strong>! [ 35 S]PROTEÍN!<br />
baktérie!<br />
baktérie!
1952: Hershey a Chase uskutočňujú experiment s bakteriofágom<br />
T2, ktorý dokazuje, že <strong>DNA</strong> je genetickým materiálom!<br />
Pelet!<br />
Supernatant!<br />
ZÁVER: Do bakteriálnej bunky vstupuje iba<br />
<strong>DNA</strong> a tá zabezpečuje skladanie nových<br />
fágových častíc!<br />
http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120076/bio21.swf"
Nukleové kyseliny sú polyméry nukleotidov!<br />
(deoxy)ribóza" nukleozid" fosfát" nukleotid"<br />
repeat fig 3.23 here"
1950: <br />
Erwin Chargaff objavuje univerzálne pravidlo platné pre <strong>DNA</strong>"<br />
A+G<br />
T+C<br />
= 1"
Chargaffovo pravidlo:"<br />
Puríny" =" Pyrimidíny"
RTG analýza ako nástroj pre odhalenie štruktúry <strong>DNA</strong>!<br />
Molekula <strong>DNA</strong><br />
je helikálna"<br />
Rosalind Franklin<br />
(1920-1958)"<br />
Maurice Wilkins "<br />
(1916–2004)"
Figure 11.8 <strong>DNA</strong> Is a Double Helix (A)"<br />
1953: Francis Crick (1916–2004) a "<br />
James Watson (1928-) rozlúštili štruktúru <strong>DNA</strong>"<br />
Nobelova cena (1962), spolu s M. Wilkinsom"
28.2.1953: We had found the secret of life!!<br />
Eagle pub, Cambridge!
1953: We had found the secret of life!!
List Francisa Cricka 13-ročnému synovi Michaelovi<br />
March 19, 1953"<br />
Dear Michael,…"
Polynukleotidy sú polárne polyméry!<br />
4’!<br />
5’!<br />
O"<br />
3’! 2’!<br />
Báza"<br />
1’!<br />
3’ koniec (-OH)!<br />
5’ koniec (-PO 3- )!
Figure 11.8 <strong>DNA</strong> Is a Double Helix (A)"<br />
<strong>DNA</strong> je helikálna molekula tvorená dvomi antiparalelnými<br />
vláknami"
Figure 11.8 <strong>DNA</strong> Is a Double Helix (A)"<br />
<strong>DNA</strong> je helikálna molekula tvorená dvomi antiparalelnými<br />
vláknami"<br />
Fosfor"<br />
Vodík"<br />
Kyslík"<br />
Bázy"<br />
Cukor"
Figure 11.8 <strong>DNA</strong> Is a Double Helix (A)"<br />
Vlákna <strong>DNA</strong> sú spojené vodíkovými mostíkmi medzi<br />
komplementárnymi bázami"<br />
3’ koniec!<br />
3’ koniec! 5’ koniec!
Figure 11.8 <strong>DNA</strong> Is a Double Helix (A)"<br />
Vlákna <strong>DNA</strong> sú spojené vodíkovými mostíkmi medzi<br />
komplementárnymi bázami A-T a G-C"<br />
5’ koniec!<br />
3’ koniec!<br />
3’ koniec!<br />
5’ koniec!
Funkcie <strong>DNA</strong>:"<br />
• Uchovávanie genetickej informácie<br />
(poradie nukleotidov v <strong>DNA</strong> určuje<br />
poradie aminokyselín v proteínoch)"<br />
• Prenos genetickej informácie do ďalšej<br />
generácie prostredníctvom replikácie"<br />
• Zmeny (mutácie) v <strong>DNA</strong> ako zdroj<br />
genetickej variability"
“It has not escaped our notice that the specific pairing we have<br />
postulated immediately suggests a possible copying mechanism<br />
for the genetic material.”"<br />
“[…] Read this carefully so that you<br />
understand it. When you come home<br />
we will show you the model. "<br />
Lots of love,"<br />
Daddy”"<br />
http://www.hhmi.org/biointeractive/media/<br />
<strong>DNA</strong>i_replication_schematic-lg.mov"<br />
"
Figure 11.8 <strong>DNA</strong> Is a Double Helix (A)"<br />
3 možné modely replikácie <strong>DNA</strong>:"<br />
semikonzervatívna"<br />
konzervatívna"<br />
disperzná"
1956: Matthew Meselson a Franklin Stahl experimentálne<br />
testujú modely replikácie <strong>DNA</strong> "<br />
(1930-)" (1929-)"
Figure 11.11 The Meselson–Stahl Experiment (Part 1)"<br />
Figure 11.8 <strong>DNA</strong> Is a Double Helix (A)"<br />
Experiment Meselsona a Stahla demonštruje<br />
semikonzervatívny spôsob replikácie <strong>DNA</strong>"<br />
HYPOTÉZA: <strong>DNA</strong> je syntetizovaná semikonzervatívne!<br />
Presun do !<br />
[ 14N] média!<br />
Rast baktérií v<br />
médiu s [ 15 N]!<br />
0 min! 20 min! 40 min!<br />
rodič! 1. generácia! 2. generácia!
Figure 11.11 11.8 <strong>DNA</strong> The Is Meselson–Stahl a Double Helix Experiment (A)" (Part 1)"<br />
Experiment Meselsona a Stahla demonštruje<br />
semikonzervatívny spôsob replikácie <strong>DNA</strong>"<br />
Rodičovsk<br />
é vlákno!<br />
Dcérske!<br />
vlákno!<br />
ZÁVER: Pozorovaný výsledok je možný iba v prípade, že<br />
templátové vlákno pochádza z rodičovského reťazca; <strong>DNA</strong><br />
replikácia je preto semikonzervatívna!<br />
http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/meselson.html"
Semikonzervatívny spôsob replikácie <strong>DNA</strong> platí pre pro-<br />
i eukaryotické organizmy"<br />
Autorádiografia"<br />
Replikácia "<br />
V PRÍTOMNOSTI"<br />
[ 3 H] tymidínu"<br />
Replikácia "<br />
BEZ"<br />
[ 3 H] tymidínu"<br />
Autorádiografia"<br />
1. metafáza" 2. metafáza"
Semikonzervatívny spôsob replikácie <strong>DNA</strong> platí pre pro-<br />
i eukaryotické organizmy"<br />
1. metafáza" 2. metafáza"
Biochemik Arthur Kornberg popísal základné princípy<br />
replikácie <strong>DNA</strong> pomocou izolovaných komponentov"<br />
(1918-2007)"<br />
Nobelova cena (1959)"
Change language